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Nautische Systeme

Messkampagne auf dem Forschungsschiff DENEB

Die Forschungsaktivitäten der Gruppe Nautische Systeme sind darauf ausgerichtet neue Algorithmen, Methoden und Technologien zu entwickeln, um die Genauigkeit und Integrität von Positions-, Navigations- und Zeitdaten (PNT) für sicherheitskritische Anwendungen zu erhöhen. Dazu gehören der Einsatz bodengestützter Ergänzungssysteme (GBAS - Ground Based Augmentation System) sowie die Anwendung adaptiver und datenfusionsbasierter Verfahren zur Bestimmung aller benötigten PNT Daten. Bodengestützte Ergänzungssysteme beruhen auf der Verifikation der von GNSS Systemen empfangenen Navigationssignale und der zugeordneten Bereitstellung von Ergänzungs-, Korrektur- und Integritätsinformationen in Echtzeit an die Nutzer. Grundlage für die experimentelle Validierung von GBAS-Systemen sowohl in der Luftfahrt (Forschungsflughafen Braunschweig) sowie in der Seefahrt (Forschungshafen Rostock) bildet dabei der Einsatz des im Institut entwickelten Experimentier- und Validierungsnetzwerkes (EVnet). Die gemeinsame Nutzung von GNSS, Ergänzungs-systemen und weiteren bordseitigen Sensoren ist erforderlich, um eine vollständige und zuverlässige Bereitstellung der PNT-Daten zu erreichen. Mit der dadurch entstehenden messtechnischen Redundanz kann entweder die Genauigkeit der PNT-Daten erhöht oder ihre Integritätsbewertung erreicht werden. Die verkehrsträgerspezifische Bereitstellung von PNT-Daten sowie ihre Integritätsbewertung erfordert in Bezug auf identifizierte Nutzeranforderungen, zu beachtende Standards und verfügbare Bordsensorik auch eine anwendungsorientierte Entwicklung von Algorithmen. Die konzeptionelle Entwicklung des „Integrierten PNT Systems“ für den maritimen Verkehr, die Bereitstellung verbesserter Komponenten und ihre Verwendung bei der Verkehrslageerfassung und für Navigationsassistenzsysteme stehen im Mittelpunkt des neuen Forschungsthemas„Maritime Verkehrstechnik“ sowie zugehöriger Projekte.

Arbeitsgebiete:

Monitor zur Überprüfung der Zuverlässigkeit (Integrität) von GNSS mittels GBAS

• Lokale Ergänzungssysteme
  • Ergänzungsverfahren und Konzepte
  • Echtzeitprozessorentwicklung für SIS (Signal-in-Space)-Bewertung, die Ableitung von spezifischen Qualitätsdatenprodukten und die Bereitstellung von Korrektur- und Ergänzungsdaten
  • Bereitstellung von Echtzeitdatenströmen über Internet-Streaming-Technologien
  • Experimentelle Verifikation der Eigenschaften und der Leistungsfähigkeit von GNSS-Systemen
  • Weiterentwicklung und Betrieb des Experimentellen GNSS/Galileo-Verifikationsnetzwerkes EVnet
  • Betrieb und Weiterentwicklung von Experimentalsystemen für bodengestützte GNSS Ergänzungssysteme: Forschungsflughafen Braunschweig und Forschungshafen Rostock
• SoL und hochgenaue Algorithmen und Verfahren zur PNT-Datenbereitstellung
  • Algorithmen- und Verfahrensentwicklung in den Bereichen GNSS-basierte Mehrfrequenzverfahren und differentielle Korrekturverfahren
  • Integritätsmonitoringverfahren
  • Experimentelle Validierung von GNSS Sensorik
  • Multisensor-basierte Verfahren zur PNT-Datenbestimmung
• Maritime Verkehrstechnik
  • Algorithmen und Methoden zur zuverlässigen Erfassung der Verkehrslage
  • Integritätskonzept, Integritätsmodelle und Integritätsüberwachung bei der Bestimmung und Anwendung von PNT-Daten im maritimen Verkehr (SaMariS)
  • Landseitige Ergänzungssysteme (ALEGRO, ASMS) und bordseitige Sensorfusion für eine genaue und verlässliche Schiffsnavigation (PiLoNav)

Aktuelle Projekte:

• Dependable Navigation (internes Projekt)
• Maritime Verkehrstechnik E-Navigation Integrität (internes Projekt)
• TOPGAL: Total Performance concept for GBAS based Automatic Landings (internes Projekt)
• PiLoNav: Precise and integer Localisation and Navigation in Rail and Inlandwater Traffic

Abgeschlossene Projekte:

• ALEGRO: Aufbau eines lokalen maritimen Ergänzungssystems zur Unterstützung hochpräziser Galileo-Anwendungen und –Dienste im Forschungshafen Rostock
• ANASTASIA: kombiniertes Kommunikations- und Navigationsgerät für die zivile Luftfahrt
• ASMS: Advanced Sailing Management System
• ESTB: Ionosphärenprozessor für EGNOS System Test Bed
• FAGI: Future Air Ground Integration (internes Projekt)
• GALA: Galileo overall Architecture Definition
• GalileoADAP: Galileo Advanced Applications (internes Projekt)
• GalileoNav: Galileo - Nutzung, Anwendung und Verifikation (internes Projekt)
• Galileo B2: Evaluation of ionospheric modelling and distortion influence on BOC-signals
• GSTB V1 STC APAF: Stand alone Test Case Atmospheric Performance Assessment Facility
• GARMIS: Galileo Reference Mission Support
• MITRA: Monitoring & Intervention for the Transportation of Dangerous Goods
• NAVSIM: GNSS SW Simulation Tool
• SWACI: Space Weather Application Center Ionosphere
• PRIS: Prediction of Ionospheric Scintillations
• RCAS: Rail Collision Avoidance System
• TAT: Neue Technolgieansätze für Automatisierbare Terminals im kombinierten Verkehr